Устройство для сигнализации и контроля исправности релейной защиты

 

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s»s Н 01 Н 69/01

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1457013 (21) 4682716/07 (22) 15.02,89 (46) 30.04.91. Бюл. ¹ 16 (71) Уральский политехнический институт им. С. М. Кирова (72) Л, А. Лысцова и В. П. Федотов (53) 621.316.925(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1457013, кл. Н 01 Н 69/01, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИГНАЛИЗАЦИИ И КОНТРОЛЯ ИСПРАВНОСТИ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ (57) Изобретение относится к релейной заИзобретение относится к релейной защите и противоаварийной автоматике электротехнических установок и предназначено для сигнализации срабатывания и осуществления контроля исправности многоступенчатых устройств релейной защиты без выведения их из работы и без отключения защищаемого объекта.

Цель изобретения — повышение надежности путем предотвращения действий релейной защиты в процессе контроля на отключение в результате невозврата в исходное состояние любой из ее ступеней после очередной проверки.На чертеже представлена схема устройства.

Устройство для сигнализации и контроля исправности релейной защиты содержит последовательно соединенные входной блок 1, измерительно-логические 2 и выход-ной 3 блоки релейной защиты 4, причем релейная защита 4 состоит из п иэмерительно-логических блоков 2 i, 2z,..., 2, по числу ее ступеней, механизм переключения комму„„50 ÄÄ 1646008 А2 щите и противоаварийной автоматике электротехнических установок. Цель изобретения заключается в повышении надежности путем предотвращения действий релейной защиты в процессе ко троля на отключение в результате невозврата в исходное состояние любой из ее ступеней после очередной проверки. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для сигнализации и контроля исправности релейной защиты, дополнительно введены третий, четвертый и пятый элементы И, элемент задержки, второй RS-триггер и третий индикатор. 1 ил. тационного аппарата 5, источник контрольного сигнала 6, ключ управления 7 с нейтральным положением с первым 8 и вторым

9 замыкающими контактами, и первых элементов И 101, 102....10„, прямые входы которых через первый замыкающий контакт 8 ключа управления 7 соединены с источником контрольного сигнала 6, а выходы подключены к входам иэмерительно-логических блоков 2 соответствующих ступеней релейной защиты 4, и первых индикаторов 111, 11 „„11г, и RS-триггеров 121, 122,..., 12я и п вторых элементов И 13, 13,..., 13П, первые входы каждого иэ которых соединены с выходами измерительно-логических блоков 2 соответствующих ступеней релейной защиты 4, а выходы связаны с S âõoäàìè соответствующих RS-триггеров 12, R-входы которых соединены с вторым замыкающим контактом 9 ключа управления 7, а выходы каждого из них подключены к входам.соотвегствующих первых индикаторов 11 и к инверсным входам соответствующих первых элементов

И 10,выходы всех первых элементов И 10 соединены с входами элемента ИЛИ 14, к вы1646008 ходу которого подключен второй индикатор

15, третий 16, четвертый 17 и пягый 18 элементы И, элемент задержки 19, третий индикатор 20 и второй RS-триггер 21, выход которого соединен с входом I ре. ьего индикагора 20 и инверсным входом пятого зле

«лента И 18, à S-вход через элемент задержки 19 подключен к выходу третьего элемента И 16, связанному первым входом с первым замыка«ощим контактом 8 ключа управления 7 с нейтральным положением, а вторым входом подклю«енному к выходу пятого элемента И 18, соедине««ному также с входом механизма переключения коммутационного аппарата 5 и обьединенны«ли между собой вторыми входами всех вторых элементов И 13, выход Lü!õîäíîãî блока 3 релейной защиты.1 связан с прямым входом пятого элемента l 1 18 и и««верс««ы«л вхо;;ом четвер«ого элемен-а И 17, пря лой вход которого соединен со вторым замыкающим контактом 9 ключа управления 7 с нейгральнь« л положе««ием, а выход подключен к Rвходу второго RS-триггера 21. устройство рабстает следующим образом, Сигнал, несущий информацию о состоянии защищаемого объекта, формируется во входном блоке 1 r,ðè помо«ди, напримср измерительных трансформаторов тока и напряжения и с его выходов.«.оступает ««а аходы релейной защиты 4. При отсутствии аварийной ситуации на защищаемом обьекте нет сигналов на выходах измеритель,«ологических блоков 2 всех ступеней защиты. на входах и выходе ее выходного блока 3, на входах и выходе пятого элемента И 18, на входе механизма переключения коммутационного аппара«а 5. О режиме работы устройства без контроля ключ управления 7 находится в нейтральном положении, замыкающие контакты его 8 и 9 разомкнуты, При этом сигналы на входах и выходах всех первых 10, вторых 13, третьего 16 и четвертого

17 элементов И, «;c«.x первых RS-триггеров

12, второго RS-триггера 21, элемента ИЛИ

14, элемента задержки 19 отсутству!От. а се индикаторы 11. 15 ««20 выклю гч«ь«.

При контроле исправности замыкается первый контакт 8 ключа управления 7, Сигнал от источника контрольного сигнала 6 поступает на прямые входы всех первых элементов И 10 и появляетгя ««а ««х. выходах, так как на инверсных входах этих элементов сигналы отсутствуют, С выходов первых элеме«ртов И 10 с гналы подаются на соогветствующие входы измерительн« -логических блоков 2 релейной защиты 4 и через элемент ИЛИ 14 нв вход второго индикатора 15. Второй и«дикатор 15 включаешься, а

«0

55 релейная защита 4 начинает проверяться, Кроме того, сигнал поступает на первый вход третьего элемента И 16. Так как время срабатывания различных ступеней релейной защиты 4 возрастает с увеличением их номеров. то при исправном ее состоянии сигнал появляется вначале на выходе измерительно-логического блока 2«первой ступени защиты, откуда он подается на первый вход второго элемента И 13«и на первый вход выходного блока 3, появляется на его выходе и поступает на инверсный вход четвертогп элемента И 17 и на прямой вход пятого элемента И 18. Еа инверсном входе последнего сигнал отсутствует, поэтому он появляе- ся на его выходе и подается на вторые входы BGBx вторых элементов И 13, на вход механизма переключения коммутационного аппарата 5и на второй входтретьего эле:«ентг И 16, на первом входе которого

c«««нлл уже имеетс «. (овпадение сигналов на обоих входах третьего элемента И 16 вызывает его срабатывание, в результате чего происходит запуск элемента задержки

19. Время сраба1ывания элемента задержки 19 принимается большим времени воз- врата в исходное положение любой из ступеней релейной защиты 4 при ее исправном состоянии, но меньшим времени срабатывания механизма переключения коммутационного аппарата 5. Работает второй элемент И 13«, у которого сигналы имеются на обоих входах. С выхода элемента И

13«сигнал поступает íà S-вход первого RSтриггера 121, который переключается, в результате чего сигнал с его выхода подается на и «верснь«й вход первого элемента И 101 и на первый индикатор 11«. Первый индикатор 11; включается, сигнализируя о сраба«ывании первой ступени релейной защиты

4 в результате проверки, а сигнал на выходе первого элемента И 10> и связанном с ним входе измерительно-логического блока 21 первой ступени защиты исчезает. При исправном состоянии первой ступени она возвращается в исходное состояние. Исчезают сигналы на выходе измерительно-логиче«; кого блока 21, на первом входе второго элемента И 13«, на первом входе и выходе выходного блока 3 релейной защиты 4, на прямом входе и выходе пятого элемента И

18, на втором входе третьего элемента И 16, на входе элемента задержки 19, который в этом случае не успевает сработать. Исчезают сигналы на вторых входах вторых элементов И 13, íà S-входе первого

RS-триггера 12, на входе механизма переключения коммутационного аппарата 5, а выключатель защищгемого объекта не успеВВрТ отключиться. Первый индикатор 11«ос1616008 переключится соответствующий первый RS- 55 триггер 12 и не включится соответствующий первый индикатор 11, сигнализируя об отказе данной ступени релейной защиты 4.

Второй индикатор 15 в этом случае после окончания режима контроля останется во тается включенным, сигнализируя о сра6атывании первой ступени релейной защиты

4 в результате проверки, второй индикатор

15 продолжает гореть, сигнализируя о продолжении режима контроля, а третий индикатор 20 в этом случае не включается.

После отсчета выдержки времени второй ступени защиты сигнал появляется на выходе ее измерительно-логического блока

22, с выхода которого поступает на первый вход второго элемента И 13, и, пройдя через выходной блок 3 и пятый элемент И 18, подается на механизм переключения коммутационного аппарата 5, на вторые входы всех вторых элементов И 13 и на второй вход третьего элемента И 16. Запускается элемент задержки 19, работает второй элемент И 13, переключается первый RS-триггер 122, включается первый индикатор 11р, сигнализируя о срабатывании второй ступени релейной защиты 4, а сигнал с входа измерительно-логического блока 23 снимается в результате поступления сигнала " выхода первого RS-триггера 122 на инверсный вход первого элемента И 10 . При исправном состоянии вторая ступень релейной защиты 4 возвращается в исходное положение, в результате чего исчезают сигналы на выходе ее измерительно-логического блока

2z, на выходе выходного блока 3, на выходе пятого элемента И 18, на входе механизма переключения коммутационного аппарата

5. Элемент задержки 19 не успевает сработать, а выключатель защищаемого объекта отключится.

Аналогичным образом осуществляется проверка срабатывания в процессе контроля всех последующих ступеней релейной защиты 4 и возврат их в исходное положение, Если релейная защита 4 находится в исправном состоянии, то после проверки ее последней ступени второй индикатор 15 выключается, сигнализируя об окончании режима контроля, а все первые индикаторы остаются включенными, причем каждый из них сигнализирует о срабатывании конкретной ступени релейной защиты 4. Третий индикатор 20 в этом случае не включается.

Если какая-либо ступень релейной защиты 4 неисправна, в результате чего сигнал не появляется на выходе соответствующего измерительно-логического блока 2, то не сработает соответствующий второй элемент И 13, не

50 включенном состоянии, сигнализируя о том,что сигнал на вход неисправной ступени защиты подается. При возврате всех сработавших в результате контроля ступеней релейной защиты 4 в исходное положение с заданным временем, элемент задержки 19 не успевает срабатывать, не работает второй RS-триггер 21 и не включается третий индикатор 20.

Если в результате возникших неисправностей в элементах схемы какая-либо ступень релейной защиты 4 не вернется в исходное состояние (или время ее возврата увеличится) после снятия сигнала с входа ее измерительно-логического блока 2, то сигнал остается на выходе пятого элемента И

18 в течение времени большего, чем время срабатывания элемента задержки 19, Поэтому элемент задержки 19 срабатывает.

Сигнал с его выхода поступает íà S-вход второго RS-триггера 21, который переключается, подавая сигналы на инверсный вход пятого элемента И 18 и на вход третьего индикатора 20. Исчезают сигналы на выходе пятого элемента И 18, на входе механизма переключения коммутационного аппарата

5, на втором входе третьего элемента И 16 и на всех вторых входах элементов И 13, элемент задержки возвращается в исходное положение, выключатель защищаемого объекта не успевает отключиться, а третий индикатор 20 включиться, сигнализируя о невозврате в исходное состояние данной ступени релейной защиты 4 после окончания режима ее проверки.

В результате подачи сигнала с выхода второго RS-триггера 21 на инверсный вход пятого элемента И 18 сигнал на его выходе будет отсутствовать независимо от наличия или отсутствия сигнала на прямом входе этого элемента; цепь питания механизма переключения коммутационного аппарата 5 окажется заблокированной, сигнализация о срабатывании остальных ступеней релейной защиты 4 в результате проверки производиться не будет, так как на вторых входах всех вторых элементов И 13 сигналы в этом случае не появятся, Поэтому после включения третьего индикатора 20 необходимо перевести в нейтральное положение ключ управления 7, т.е. закончить режим проверки, сняв сигналы с входов измерительно-логических блоков 2 релейной защиты 4 и выключив второй индикатор 15, Таким образом, по состоянию первых

11, второго 15 и третьего 20 индикаторов фиксируется исход проверки и определяется состояние релейной защиты 4. Длительное загорание всех первых индикаторов 11, кратковременное включение на время про1646008 верки второго индикатора 15 и не включенное состояние третьего индикатора 20 свидетельствуют о срабатывании всех ступеней релейной защиты 4 в процессе контроля и успешном возврате их в исходное положение. Длительное включение второго индикатора 15, отключенное состояние третьего индикатора 20 и незагорание какого-либо из первых индикаторов 11 сигнализирует о не срабатывании соответствующей ступени релейной защиты 4 в процессе проверки и об успешном возврате в исходное положение после его окончании всех сработавших ступеней. И, наконец, включенное состояние третьего индикатора 20 свидетельствует о том, что та ступень релейной защиты 4, которая последней сработала в процессе проверки (о чем свидетельствует включенное состояние соответствующего первого индикатора 1 1), не вернулась в исходное положение после его окончания или время ее возврата превысило допустимое.

Для сниятия сигналов о срабатывании релейной защиты 4 после окончания режима контроля необходимо кратковременно замкнуть второй контакт 9 ключа управления 7. При этом от источника контрольного сигнала 6 поступает сигнал на R-входы всех первых RS-триггеров 12. Последние переключаются в исходное состояние, сигналы на их выходах исчезают и первые индикаторы 11 выключаются.

Аналогичным образом осуществляется снятие сигнала о невозврате какой-либо ступени релейной защиты 4 в исходное состояние после срабатывания ее в процессе проверки, Сигнал от источника контрольного сигнала 6 через второй замыкающий контакт 9 ключа управления 7 подается на прямой вход четвертого элемента И 17. Появление сигнала на выходе последнего зависит от того, имеется или отсутствует в данный момент сигнал на его инверсном входе, связанном с выходом выходного блока 3 релейной защиты 4. Если какая-либо ступень защиты не вернулась в исходное состояние, то сигнал остается на выходе ее выходного блока 3 и, следовательно, на инверсном входе четвертого элемента И 17, В этом случае появление сигнала на выходе четвертого элемента И 17, переключение второго RS-триггера 21 в исходное состояние и выключение третьего индикатора 20 не произойдет.

Третий индикатор 20 остается включен1 ным, а цепь питания механизма переключения коммутационного аппарата 5 будет заблокирована до тех пор, пока не исчезнет сигнал на выходе релейной защиты 4, т.е. пока не будет устранена неисправность в

55 цепи ее невернувшейся ступени. Если включение третьего индикатора 20 вызвано увеличением времени возврата какой-либо ступени релейной защиты 4 и к моменту замыкания второго контакта 9 ключа управления 7 она вернулась в исходное состояние. в результате чего сигнал на выходе релейной защиты 4 исчез, то появляется сигнал на выходе четвертого элемента И 17 и на R-входе второго RS-триггера 21. Последний переключается в исходное состояние, сигнал на его выходе исчезает, третий индикатор 20 выключается, а защита вводится в работу в результате снятия сигнала с инверсного входа пятого элемента И 18, При действии релейной защиты 4 в результате короткого замыкания сигнал с выхода измерительно-логического блока 2 ее сработавшей ступени поступает через выходной блок 3 и пятый элемент И 18 на механизм переключения коммутационного аппарата 5, вызывая отключение выключателя, на второй вход третьего элемента И 16, на все вторые входы вторых элементов И 13 и на первый вход одного из них, соответствующего номеру сработавшей ступени за- щиты, вызывая его срабатывание. С выхода этого элемента сигнал поступает на S-вход соответствующего первого RS-триггера 12, который перебрасывается, вызывая включение одного иэ первых индикаторов 13.

Включенный индикатор 11 сигнализирует о срабатывании релейной защиты 4 по цепи соответствующей ступени. Третий элемент

И 16 в этом случае не работает, так как на первом его входе, связанном с первым замыкающим контактом 8 ключа управления

7, сигнал отсутствует ввиду разомкнутого состояния последнего. Не рс мотают элемент задержки 19, второй RS-триггер 21 и третий индикатор 20. Для снятия сигнала о срабатывании релейной защиты 4 в результате короткого замыкания необходимо кратковременно замкнуть второй замыкающий контакт 9 ключа управления 7.

Данное устройство повышает надежность функционирования многоступенчатых релейных защит за счет предотвращения действий на отключение в случае невозврата в исходное состояние или при увеличении времени возврата после окончания режима проверки в результате возникновения неисправностей в элементах схемы какой-либо из ступеней. Сохранение в работе защищаемого элемента повышает в данном случае надежность электроснабжения потребителей.

Формула изобретения

Устройство для сиГнализации и контроля исправности релейной защиты по авт. се.

1646008

Составитель Л,Воропаева

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор А.Осауленко

Редактор З.Ходакова

Заказ 1553 Тираж 353 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Ппоизаплственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

¹ 1457013, а т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности путем предотвращения действия релейной защиты в процессе контроля на отключение в результате невозврата в исходное состояние любой из ее ступеней после очередной проверки. в него дополнительно введены элемент задержки, третий, четвертый и пятыйт элементы И, третий индикатор и второй RS-триггер, выход которого соединен с входом третьего индикатора и инверсным входом пятого элемента И, à S-вход через элемент задержки подключен к выходу третьего элемента И, первый влод которого соединен с первым замыкающим контактом ключа управления с нейтральным положением, а второй вход подключен к выходу пятого элемента И, выходная клемма выход5 ного блока через прямой вход пятого элемента И подключена к входной клемме механизма переключения коммутационного аппарата, выходная клемма выходного блока также предназначена для соединения с

10 инверсным входом четвертого элемента И, прямой вход которого соединен со вторым замыкающим контактом ключа управления с нейтральным положением, а выход подключен к R-входу второго RS-триггера.